2024-2025版高中物理 第二章 恒定電流 2 電動(dòng)勢教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修3-1

2024-2025版高中物理第二章恒定電流2電動(dòng)勢教學(xué)設(shè)計(jì)新人教版選修3-1授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教材分析親愛的同學(xué)們，咱們今天要一起探索的是物理世界的奇妙旅程——第二章“恒定電流”中的“電動(dòng)勢”。這一節(jié)，咱們將揭開電動(dòng)勢的神秘面紗，看看它是如何讓電流在電路中源源不斷地流動(dòng)的。咱們會用新人教版選修3-1的教材作為我們的導(dǎo)航，一步步走進(jìn)這個(gè)物理的精彩世界！???核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識解釋日常生活中的電現(xiàn)象，提升科學(xué)探究能力，增強(qiáng)對電動(dòng)勢概念的理解和應(yīng)用，發(fā)展學(xué)生的邏輯思維和模型構(gòu)建能力。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：電動(dòng)勢的概念及其產(chǎn)生原理，電動(dòng)勢與電壓的關(guān)系。

難點(diǎn)：理解電動(dòng)勢與電源內(nèi)阻對電路的影響，以及電動(dòng)勢的動(dòng)態(tài)變化。

解決辦法：通過實(shí)驗(yàn)演示電動(dòng)勢的產(chǎn)生過程，引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考。通過實(shí)例分析，讓學(xué)生理解電動(dòng)勢在電路中的作用。對于難點(diǎn)，采用小組討論和問題引導(dǎo)的方式，幫助學(xué)生建立電動(dòng)勢與內(nèi)阻關(guān)系的物理模型，并通過練習(xí)題強(qiáng)化理解。教學(xué)資源-軟硬件資源：電流表、電壓表、電源、電阻器、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線、開關(guān)等實(shí)驗(yàn)器材

-課程平臺：多媒體教學(xué)平臺，用于展示教學(xué)視頻和動(dòng)畫

-信息化資源：電動(dòng)勢相關(guān)教學(xué)課件、在線實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件

-教學(xué)手段：實(shí)物演示、多媒體教學(xué)、小組討論、課堂練習(xí)教學(xué)過程設(shè)計(jì)**用時(shí)：45分鐘**

**一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘**）

1.**情境創(chuàng)設(shè)**：播放一段關(guān)于生活中電池供電的短視頻，如手機(jī)充電、電動(dòng)車行駛等，引導(dǎo)學(xué)生思考電池如何提供持續(xù)電流。

2.**提出問題**：“同學(xué)們，你們知道電池是如何讓電流在電路中持續(xù)流動(dòng)的嗎？電池內(nèi)部有什么秘密？”

3.**師生互動(dòng)**：邀請學(xué)生分享他們對電池供電的理解，教師簡要總結(jié)并引入本節(jié)課的主題——電動(dòng)勢。

**二、講授新課（20分鐘**）

1.**電動(dòng)勢的概念**：

-**講解**：介紹電動(dòng)勢的定義，即電源將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的能力。

-**演示**：展示電源連接電路后，電流表指針偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，說明電動(dòng)勢的存在。

-**用時(shí)**：5分鐘

2.**電動(dòng)勢的產(chǎn)生原理**：

-**講解**：解釋電動(dòng)勢產(chǎn)生的原理，如化學(xué)電池中化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢。

-**實(shí)驗(yàn)**：演示化學(xué)電池的組裝過程，觀察并討論電動(dòng)勢的產(chǎn)生。

-**用時(shí)**：5分鐘

3.**電動(dòng)勢與電壓的關(guān)系**：

-**講解**：闡述電動(dòng)勢與電壓的區(qū)別和聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)電動(dòng)勢是電源內(nèi)部產(chǎn)生的，而電壓是電源兩端電勢差。

-**實(shí)例分析**：通過實(shí)例分析電動(dòng)勢與電壓在實(shí)際電路中的應(yīng)用。

-**用時(shí)**：5分鐘

4.**電動(dòng)勢的動(dòng)態(tài)變化**：

-**講解**：介紹電動(dòng)勢隨時(shí)間的變化規(guī)律，如電池放電過程中電動(dòng)勢的變化。

-**實(shí)驗(yàn)**：展示電池放電過程中電動(dòng)勢的變化，引導(dǎo)學(xué)生觀察和分析。

-**用時(shí)**：5分鐘

**三、鞏固練習(xí)（10分鐘**）

1.**課堂練習(xí)**：

-**布置**：給出幾個(gè)與電動(dòng)勢相關(guān)的計(jì)算題，要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成。

-**學(xué)生練習(xí)**：學(xué)生獨(dú)立完成練習(xí)，教師巡視指導(dǎo)。

-**用時(shí)**：5分鐘

2.**討論交流**：

-**分組討論**：將學(xué)生分成小組，討論電動(dòng)勢在實(shí)際電路中的應(yīng)用和意義。

-**小組匯報(bào)**：每組選派代表分享討論成果，教師點(diǎn)評并總結(jié)。

-**用時(shí)**：5分鐘

**四、課堂提問（5分鐘**）

1.**提問環(huán)節(jié)**：

-**教師提問**：針對本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)，提出幾個(gè)問題，如“電動(dòng)勢是如何影響電路中電流的？”“如何判斷電動(dòng)勢的大??？”等。

-**學(xué)生回答**：邀請學(xué)生回答問題，教師點(diǎn)評并總結(jié)。

-**用時(shí)**：5分鐘

**五、總結(jié)與拓展（5分鐘**）

1.**總結(jié)**：

-**回顧**：對本節(jié)課的主要內(nèi)容進(jìn)行回顧，強(qiáng)調(diào)電動(dòng)勢的概念、產(chǎn)生原理和動(dòng)態(tài)變化。

-**強(qiáng)調(diào)**：提醒學(xué)生電動(dòng)勢在電路中的重要性，以及它在實(shí)際應(yīng)用中的意義。

-**用時(shí)**：2分鐘

2.**拓展**：

-**提出問題**：“同學(xué)們，你們還想知道關(guān)于電動(dòng)勢的哪些知識？”

-**學(xué)生提問**：鼓勵(lì)學(xué)生提出問題，教師解答或留作課后思考。

-**用時(shí)**：3分鐘教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-**電動(dòng)勢的歷史背景**：介紹電動(dòng)勢的歷史發(fā)展，從早期的電池發(fā)明到現(xiàn)代電源技術(shù)，讓學(xué)生了解電動(dòng)勢在科技發(fā)展中的重要性。

-**電動(dòng)勢的實(shí)際應(yīng)用**：探討電動(dòng)勢在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，如汽車電池、手機(jī)電池、太陽能電池等。

-**電動(dòng)勢與能量轉(zhuǎn)換**：深入研究電動(dòng)勢與能量轉(zhuǎn)換的關(guān)系，包括化學(xué)能、電能、機(jī)械能等不同形式能量的相互轉(zhuǎn)換。

-**電動(dòng)勢的數(shù)學(xué)描述**：介紹電動(dòng)勢的數(shù)學(xué)表達(dá)式，如歐姆定律、基爾霍夫電壓定律等，以及如何通過這些公式分析電路中的電動(dòng)勢。

2.拓展建議：

-**閱讀材料**：推薦學(xué)生閱讀關(guān)于電源和電動(dòng)勢的相關(guān)科普書籍或?qū)W術(shù)論文，以拓寬知識面。

-**實(shí)驗(yàn)探究**：鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行電動(dòng)勢的實(shí)驗(yàn)探究，如測量不同電池的電動(dòng)勢，比較不同類型電池的性能。

-**案例分析**：分析實(shí)際電路中的電動(dòng)勢應(yīng)用案例，如汽車電路設(shè)計(jì)、家用電器電路分析等，幫助學(xué)生理解電動(dòng)勢在實(shí)際工程中的應(yīng)用。

-**小組合作**：組織學(xué)生進(jìn)行小組合作項(xiàng)目，設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的電源系統(tǒng)，并測試其電動(dòng)勢和性能。

-**在線課程**：推薦在線教育平臺上的相關(guān)課程，如物理電源和電路原理，以供學(xué)生自主學(xué)習(xí)和深化理解。

-**視頻教程**：搜索并觀看相關(guān)的教育視頻，如電動(dòng)勢的物理意義、電源工作原理等，通過視覺輔助理解抽象概念。

-**科學(xué)展覽**：參觀科學(xué)展覽或博物館，實(shí)地了解電源和電動(dòng)勢的展示，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐認(rèn)知。內(nèi)容邏輯關(guān)系①本文重點(diǎn)知識點(diǎn)：

-電動(dòng)勢的定義：電源將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的能力。

-電動(dòng)勢的產(chǎn)生原理：電源內(nèi)部通過化學(xué)反應(yīng)或其他方式產(chǎn)生電動(dòng)勢。

-電動(dòng)勢與電壓的區(qū)別：電動(dòng)勢是電源內(nèi)部產(chǎn)生的，電壓是電源兩端電勢差。

②本文重點(diǎn)詞句：

-“電動(dòng)勢是電源將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能的能力。”

-“電動(dòng)勢的產(chǎn)生原理通常涉及化學(xué)反應(yīng)或其他物理過程。”

-“電動(dòng)勢與電壓不同，電壓是電路中兩點(diǎn)間的電勢差。”

③本文邏輯關(guān)系：

-電動(dòng)勢的定義與產(chǎn)生原理之間的關(guān)系：首先定義電動(dòng)勢，然后解釋其產(chǎn)生的原理。

-電動(dòng)勢與電壓的關(guān)系：先闡述電動(dòng)勢的概念，再對比說明電動(dòng)勢與電壓的區(qū)別。

-電動(dòng)勢在實(shí)際電路中的應(yīng)用：在理解電動(dòng)勢概念的基礎(chǔ)上，探討其在電路中的作用和影響。典型例題講解1.**例題一**：

-**題目**：一個(gè)電池的電動(dòng)勢為1.5V，內(nèi)阻為0.2Ω，外電路電阻為3Ω。求：

-電路中的電流強(qiáng)度；

-電池兩端的電壓；

-外電路的功率。

-**解答**：

-根據(jù)歐姆定律，電路中的電流強(qiáng)度\(I\)為：

\[I=\frac{E}{R+r}=\frac{1.5V}{3Ω+0.2Ω}=0.475A\]

-電池兩端的電壓\(V\)為：

\[V=IR=0.475A\times3Ω=1.425V\]

-外電路的功率\(P\)為：

\[P=IV=0.475A\times1.425V=0.678W\]

2.**例題二**：

-**題目**：一個(gè)電源的電動(dòng)勢為12V，內(nèi)阻為0.5Ω，外電路電阻為10Ω。若外電路電阻增加至15Ω，求：

-電路中的電流強(qiáng)度變化；

-電池兩端的電壓變化；

-外電路的功率變化。

-**解答**：

-初始電流強(qiáng)度\(I_1\)為：

\[I_1=\frac{E}{R+r}=\frac{12V}{10Ω+0.5Ω}=1.1A\]

-增加電阻后的電流強(qiáng)度\(I_2\)為：

\[I_2=\frac{E}{R'+r}=\frac{12V}{15Ω+0.5Ω}=0.8A\]

-電池兩端的電壓\(V_1\)為：

\[V_1=I_1\timesR=1.1A\times10Ω=11V\]

-電池兩端的電壓\(V_2\)為：

\[V_2=I_2\timesR'=0.8A\times15Ω=12V\]

-初始外電路功率\(P_1\)為：

\[P_1=I_1^2\timesR=1.1A^2\times10Ω=12.1W\]

-增加電阻后的外電路功率\(P_2\)為：

\[P_2=I_2^2\timesR'=0.8A^2\times15Ω=9.6W\]

3.**例題三**：

-**題目**：一個(gè)電池的電動(dòng)勢為9V，內(nèi)阻為0.3Ω，外電路電阻為6Ω。若電池內(nèi)阻增加至0.6Ω，求：

-電路中的電流強(qiáng)度變化；

-電池兩端的電壓變化；

-外電路的功率變化。

-**解答**：

-初始電流強(qiáng)度\(I_1\)為：

\[I_1=\frac{E}{R+r}=\frac{9V}{6Ω+0.3Ω}=1.4A\]

-增加內(nèi)阻后的電流強(qiáng)度\(I_2\)為：

\[I_2=\frac{E}{R+r'}=\frac{9V}{6Ω+0.6Ω}=1.2A\]

-電池兩端的電壓\(V_1\)為：

\[V_1=I_1\timesR=1.4A\times6Ω=8.4V\]

-電池兩端的電壓\(V_2\)為：

\[V_2=I_2\timesR=1.2A\times6Ω=7.2V\]

-初始外電路功率\(P_1\)為：

\[P_1=I_1^2\timesR=1.4A^2\times6Ω=14.4W\]

-增加內(nèi)阻后的外電路功率\(P_2\)為：

\[P_2=I_2^2\timesR=1.2A^2\times6Ω=8.64W\]

4.**例題四**：

-**題目**：一個(gè)電源的電動(dòng)勢為6V，內(nèi)阻為0.4Ω，外電路電阻為5Ω。若電源內(nèi)阻減少至0.2Ω，求：

-電路中的電流強(qiáng)度變化；

-電池兩端的電壓變化；

-外電路的功率變化。

-**解答**：

-初始電流強(qiáng)度\(I_1\)為：

\[I_1=\frac{E}{R+r}=\frac{6V}{5Ω+0.4Ω}=1.1A\]

-減少內(nèi)阻后的電流強(qiáng)度\(I_2\)為：

\[I_2=\frac{E}{R+r'}=\frac{6V}{5Ω+0.2Ω}=1.2A\]

-電池兩端的電壓\(V_1\)為：

\[V_1=I_1\timesR=1.1A\times5Ω=5.5V\]

-電池兩端的電壓\(V_2\)為：

\[V_2=I_2\timesR=1.2A\times5Ω=6V\]

-初始外電路功率\(P_1\)為：

\[P_1=I_1^2\timesR=1.1A^2\times5Ω=6.05W\]

-減少內(nèi)阻后的外電路功率\(P_2\)為：

\[P_2=I_2^2\timesR=1.2A^2\times5Ω=7.2W\]

5.**例題五**：

-**題目**：一個(gè)電池的電動(dòng)勢為8V，內(nèi)阻為0.5Ω，外電路電阻為4Ω。若外電路電阻減少至2Ω，求：

-電路中的電流強(qiáng)度變化；

-電池兩端的電壓變化；

-外電路的功率變化。

-**解答**：

-初始電流強(qiáng)度\(I_1\)為：

\[I_1=\frac{E}{R+r}=\frac{8V}{4Ω+0.5Ω}=1.6A\]

-減少電阻后的電流強(qiáng)度\(I_2\)為：

\[I_2=\frac{E}{R+r}=\frac{8V}{2Ω+0.5Ω}=3.2A\]

-電池兩端的電壓\(V_1\)為：

\[V_1=I_1